顶科前沿|魔幻的莫尔材料
2021-01-20
WLF
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  第三届世界顶尖科学家论坛(WLF)特别设立了科学前沿话题讲堂,邀请12位前沿科技领域的科学家,向公众介绍最新研究进展,畅谈科学为人类带来的福祉。

  进入2021,应对人类面临的共同挑战,让我们再现别开生面的“科学盛宴”,重温科学家的精彩演说。今天回访的是2020年沃尔夫物理学奖得主艾伦·麦克唐纳(Allan MacDonald)

  艾伦·麦克唐纳因“开创双层石墨烯的理论和实验工作”,荣获2020年沃尔夫物理学奖。演讲中,他分享了该领域的最新研究成果——莫尔材料(Moire materials,又译摩尔材料)。

麦克唐纳教授基本资料
图 | WLF独家

  麦克唐纳首先介绍了莫尔一词的含义。它原本是纺织行业术语,源自于羊毛编织后形成的图案,通常是指波状干涉图样。当把两个相似结构叠加,稍做扭曲,重叠的图案会扩大,并在更大的尺度上显示出来。

  石墨烯,即单层石墨,是一种二维的蜂窝状晶格。若将两层石墨烯堆叠,其中之一相对旋转,就会得到一个波长更长的周期样式。通过调整旋转角度,可以产生不同的波长周期。通过这种方式,科学家可以制作几乎完美的、与二维晶体类似的二维周期系统,并且其尺度突破了原子尺度,而是莫尔图案中各特征之间的长度尺度。实际上,这些人工莫尔晶体中原子间距离的大小,可达微观晶体的100倍。

  莫尔材料的特性,帮助科学家解决了许多长期悬而未决的问题,例如发现量子反常霍尔效应等。“这真的打开了一个新世界的大门,我希望人工二维晶体的研究未来会有更多惊喜。”麦克唐纳兴奋地表示。

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